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Rodriguez

B + Rentrevista com

Markus Sandhöfner,

Membro do conselho executivo da B + R Industrie-Elektronik GmbH, Eggelsberg / A

"A resposta de Bernecker e Rainer aos desafios dos fabricantes de máquinas-ferramenta é a integração de todos os componentes de automação em um sistema".



Além da eficiência energética, a integração do sistema, a escalabilidade, a economia de espaço na instalação e o aumento da produtividade combinados com maior desempenho e precisão estão no catálogo de requisitos dos fabricantes de máquinas-ferramenta para a tecnologia de acionamento. B + R Bernecker e Rainer confiam, em particular, na integração de todos os componentes de automação. o olheiro de desenvolvimento conversou com Markus Sandhöfner sobre o status de desenvolvimento da tecnologia de acionamentos para a indústria, as tendências e a futura aparência da feira EMO da empresa.

olheiro desenvolvimento: Qual é o status atual de desenvolvimento de suas unidades para máquinas-ferramenta?

Sandhöfner: A B&R oferece a gama completa de acionamentos para máquinas-ferramenta de 50 W a 500 kW. A grande escalabilidade na faixa de desempenho e a possibilidade de usar diferentes tecnologias permitem que o fabricante da máquina escolha exatamente a unidade necessária para a respectiva tarefa. O conceito de nossa tecnologia de automação é caracterizado por integração e consistência. O que o torna especial é a capacidade de operar os eixos principal e secundário lado a lado centralmente no painel de controle ou descentralmente na máquina com um alto grau de proteção no ultra-rápido Powerlink. O 'Controle de movimento genérico' no lado do software significa que diferentes tecnologias de acionamento podem ser operadas em um sistema CNC com software de máquina idêntico. Isso economiza dinheiro do cliente, espaço de instalação e tempo de planejamento do projeto. Ao mesmo tempo, ele ganha flexibilidade na implementação da máquina até pouco antes da entrega.

olheiro desenvolvimento: Quais são os maiores desafios que os clientes do setor de máquinas-ferramenta representam para sua empresa?

Sandhöfner: Os fabricantes de máquinas-ferramenta estão sempre procurando maneiras de aumentar a produtividade de suas máquinas e, ao mesmo tempo, minimizar o esforço para o planejamento do projeto da máquina. A resposta da B&R a esses desafios é a integração de todos os componentes de automação em um sistema. Até o momento, havia limites do sistema entre CNC e PLC, robótica e processo, controle funcional e controle à prova de falhas e tecnologia de acionamento. Ao eliminá-los, nossa solução de automação agora pode implementar facilmente funções que antes pareciam impossíveis. Aqui está um exemplo muito específico: na Euroblech em Hannover, no final do ano passado, o fabricante de máquinas-ferramenta Trumpf apresentou a célula de dobragem mais rápida do mundo. Uma CPU B&R controla a célula de flexão completa, consistindo em uma máquina de flexão elétrica e dois robôs. Devido à transparência dos dados no sistema de controle, o robô pode executar processos de ajuste no batente traseiro da máquina de dobrar "em tempo real". O resultado pode ser parado com o relógio: na maioria dos casos, o processo de ajuste já está concluído em menos de 300 milissegundos. Nossa solução é que agora o controle da máquina também controla os robôs até funções complexas de segurança, como 'velocidade limitada segura' no ponto central da ferramenta do robô. Anteriormente, controles de robô independentes e independentes eram usados ​​lá que não podiam executar esse processo de ajuste.

olheiro desenvolvimento: Quanta eficiência energética ainda está disponível para a tecnologia de acionamento de máquinas-ferramenta?

Sandhöfner: Isso depende de quais tecnologias de economia de energia já são usadas na máquina-ferramenta. Muitos investimentos em eficiência energética se pagam imediatamente ou se pagam em pouco tempo. Observando os custos do ciclo de vida de uma unidade, ela consome muito mais custos de energia no decorrer de sua vida útil do que vale a pena.

Temos um conjunto completo de medidas de eficiência prontas para a máquina-ferramenta. Começa com inversores de frequência totalmente integrados que sempre operam com um motor assíncrono simples no ponto de operação ideal. Isso economiza uma média de 40% em energia em comparação com a operação do motor diretamente na rede.

Para a hidráulica, oferecemos soluções para economizar até 70% da energia da unidade. As bombas de palhetas conectadas diretamente à rede elétrica são substituídas por bombas de engrenagem simples, acionadas por servo ou conversores de frequência. O inversor é controlado de forma que a pressão e o volume sejam disponibilizados apenas pelo inversor quando são realmente necessários. Em operação com carga parcial, o inversor roda até 70 decibéis mais suavemente. Ao usar o acionamento regulado, é possível obter economia na bomba, tubulação e resfriador, de modo que a amortização é frequentemente é alcançado no primeiro dia de operação.

Na área servo temos nossa série 'Acopos Multi' como um dos primeiros fornecedores a definir tendências em eficiência energética. Usando as tecnologias de economia de energia, realimentando a rede, o acoplamento do link CC e a instalação de 'placa fria' no painel de controle, até 80% da energia total do inversor de uma máquina pode ser economizada. A correção do fator de potência garante uma economia de recursos superior a 50% na tecnologia de fonte de alimentação da unidade. Trens de acionamento projetados de maneira ideal por módulos de software e funções integrados ao acionamentogA medição de energia e potência permite um projeto com eficiência energética da máquina e do processo de acionamento.

olheiro desenvolvimento: Que precisão as fresadoras, torneiras e retificadoras exigem hoje em dia e o que isso significa para suas tecnologias de acionamento?

Sandhöfner: Assumindo um trem de força rígido, uma alta resolução do feedback e uma configuração ideal dos circuitos de controle, as cascatas do controlador PID já oferecem resultados de precisão muito bons. Infelizmente, essas condições raramente são atendidas em todos os lugares. É exatamente aqui que a B&R entra: No servoconversor inteligente Acopos, força, velocidade, posição e inércia podem ser usadas como funcionalidade padrão. Ao pré-controlar a inércia, mesmo os acionamentos mecanicamente muito leves podem ser movidos com a mais alta dinâmica. Em vez de determinar o torque de acionamento a partir do erro a seguir, o torque de acionamento necessário pode ser calculado a partir da respectiva aceleração e do momento de inércia da massa no Acopos, em total sincronismo com o loop de controle de posição. Em aplicações de concreto, conseguimos melhorar a precisão dos eixos principais em fresadoras por um fator de dois. Os valores de configuração necessários são simplesmente determinados automaticamente, usando uma ampla funcionalidade de 'autotuning' quando o inversor está parado. Estruturas de controle adicionais podem ser implementadas no inversor usando as funções 'Smart Process Technology' (SPT) do inversor Acopos.

A especificação do ponto de ajuste não deve ser negligenciada quanto à precisão dos inversores. Aqui, oferecemos um sistema de automação totalmente sincronizado, no qual as tarefas de CLP e CNC são sincronizadas com microssegundos com a comunicação Powerlink e o loop de controle de posição do inversor Acopos. Com todas essas possibilidades, nossos clientes alcançam novas dimensões na precisão de suas máquinas.

olheiro desenvolvimento: Que influência o advento da fabricação generativa em novas áreas de aplicação, como engenharia mecânica e fabricação de ferramentas e moldes, tem na tecnologia de acionamentos?

Sandhöfner: Antes de tudo, a eliminação das altas forças do processo na usinagem simplifica a complexidade do sistema de controle de acionamento. As massas a serem movidas estão ficando menores. Isso aumenta a importância da dinâmica do inversor e a precisão e velocidade do ponto de ajuste. Nossas unidades são caracterizadas por sua ampla gama de tecnologias e sua alta escalabilidade.

olheiro desenvolvimento: Que tendências você vê no desenvolvimento do trem de força para máquinas-ferramenta?

Sandhöfner: Há uma diferenciação adicional dos tipos de unidades. Hoje, cada unidade é verificada quanto ao valor intrínseco no processo e a tecnologia da unidade é selecionada de acordo com os requisitos. A B&R facilita a escolha do fabricante da máquina, porque todas as tecnologias de acionamento são perfeitamente integradas à ferramenta de planejamento do projeto 'Automation Studio' e podem ser operadas com o mesmo software da máquina.

O motor de passo com feedback oferece uma alternativa barata ao servo para saídas menores. A pneumática e a hidráulica estão sendo cada vez mais substituídas por acionamentos elétricos por razões de eficiência energética. O próprio servoconversor se diferencia cada vez mais pelo fato de que diferentes sistemas de feedback, diferentes inércias de massa, tecnologia de acionamento direto linear e rotativo podem ser usados ​​opcionalmente.

A tecnologia de segurança desempenha um papel cada vez mais central na tecnologia de acionamentos. A 'Segurança aberta' em conjunto com o Powerlink oferece a possibilidade de parar o inversor com uma distância de parada cem vezes menor em comparação com os controles de segurança convencionais, graças à detecção de falhas em microssegundos. Isso resulta em velocidades de segurança mais altas, o que pode aumentar drasticamente a produtividade no processo de instalação. A menor distância entre a carcaça leva a uma área ocupada menor da máquina e, ao mesmo tempo, a uma maior flexibilidade na operação da máquina.

olheiro desenvolvimento: Quais inovações você apresentará na EMO e quais recursos estão ocultos por trás delas?

Sandhöfner: Com o Generic Motion Control, a B&R oferece uma solução de automação que define padrões na usinagem CNC. Os mundos da robótica, CNC, movimentos de eixos acoplados e posicionamento de eixo único se fundem para formar um sistema homogêneo. O conhecimento do planejamento de caminhos complexos para robôs também é aplicado a máquinas-ferramentas e máquinas de produção. O controle de robôs de braço articulado é tão possível quanto a usinagem CNC complexa em 3D.

A integração perfeita dos componentes do Generic Motion Control no sistema operacional em tempo real oferece vantagens adicionais para a implementação simples de processos de automação através da integração de nós de E / S, bem como o link direto para as funções do CLP. O fabricante da máquina economiza tempo e custos durante todo o ciclo de vida do produto, do projeto ao planejamento do projeto, comissionamento, produção em série e serviço da máquina.

Os pilares do controle de movimento genérico são a sincronicidade total de CLP, CNC, circuito de controle de acionamento e comunicação. O interpretador flexível GMC e a fusão do controle PLC e CNC em um núcleo simplificam a programação e diminuem o tempo de desenvolvimento. Os programas NC existentes transferidos para outra plataforma podem continuar sendo usados. O Ethernet Powerlink determinístico em tempo real permite estruturas de automação descentralizadas e ajuda a minimizar os volumes do gabinete de controle. O hardware totalmente escalonável oferece uma ampla gama de opções para qualquer configuração de máquina e usinagem e economiza custos, adaptando-o com precisão aos requisitos das necessidades da máquina.

EMO Salão 25 estande B14

Entrevista por Editor Chefe Angela Scheufler.


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